典型的应力锁紧式刀具夹头是德国雄克公司的专利技术产品:TRIBOS。它包括:粗壮高阻尼型的TRIBOS-R型刀具夹头、瘦长型的TRIBOS-S型刀具夹头和超细型的TRIBOS-Mini型刀具夹头。各种型号的主要不同在于夹紧部分的大小,如图3-18所示,从而决定了该刀柄的应用范围。TRIBOS刀具夹头夹持直径最小为ϕ0.3mm,最大为ϕ32mm。
图3-18 TRIBOS系列刀柄
在加工中工件越小或转角越大时,刀柄的外形尺寸就越显重要。特别是在狭窄空间里进行切削作业时,瘦长型的TRIBOS-S或超长型的TENDO-LSS就非常适用。TRIBOS-SVL刀柄延长杆(图3-19)亦可以与不同的刀柄组合来完成难加工部位的加工。由于延长杆的夹持精度在0.003mm以内,因此在很多场合使用这种延长杆后,较贵的特殊刀具就可以省去。
图3-19 TRIBOS-SVL刀柄延长杆
1.应力锁紧式刀具夹头的工作原理
应力锁紧式刀具夹头的工作原理如图3-20所示,其夹持孔具有特殊的几何形状(图3-20a),在原始状态下,刀具无法插入夹持孔内。安装刀具时,使用专用加载器对夹持段从外部加压,将夹持孔压成圆孔(图3-20b),此时可以将刀杆顺利地插入夹持孔内(图3-20c),然后松开加载器,撤掉外部载荷,夹持孔将试图回复到原始状态,但由于夹持孔内此时已有刀杆使其无法复原,于是刀杆就被较大的弹性回复力夹紧(图3-20d)。同样,使用加载器可以方便地取出或更换刀具。
图3-20 应力锁紧式刀具夹头的工作原理(www.xing528.com)
a)刀具夹头未受力前的自由状态,夹持孔呈多边型 b）刀具夹头受力后，夹持孔成为圆形 c）刀具可以从受力状态下夹头孔内自由取放 d）装刀加载器卸载后，夹头内孔趋向复原，夹持孔再次呈多边形，将刀具夹住。
2.应力锁紧式刀具夹头的性能特点
TRIBOS型刀具夹头的回转精度和重复夹紧精度均较高,夹紧力稳定可靠,能传递很高的转矩,采用完全对称的结构,刀具夹头无活动部件,无磨损,免维护,经久耐用,适用于高速切削。用加载器装刀和换刀迅速、方便,加载器不需要外部动力源;TRIBOS-S型刀具夹头的夹持段具有极小的外径,可以用在加工空间非常受限制的场合;TRIBOS-R型刀具夹头具有很好的刚性、优良的阻尼减振性能,可以提高切削加工精度,改善工件表面质量,用于重切削加工;TRIBOS-SVL型刀具延长杆用于需要加长刀具的场合,如深型腔模具的加工。
TRIBOS型刀具夹头的动平衡指标与静压膨胀式刀具夹头基本相同。如果有更高的转速要求,经过更精细的动平衡,可以使TRIBOS-R型刀具夹头适用于55000r/min的工作转速,TRIBOS-S型刀具夹头和TRIBOS-SVL型刀具延长杆适用于85000r/min的工作转速。
3.应力锁紧式刀具夹头的使用
应力锁紧式刀具夹头需要使用专用的TRIBOS装刀加载器来装卸刀具,如图3-21所示。装卸刀具时将夹头或延长杆夹刀一端按规定方向插入加力套,然后连同过渡套一起装入加载器的加压孔中,如图3-22所示,然后关闭卸压阀门,手压加压手柄,使压力表的读数上升至规定的值,这时即可轻松地将刀具插入夹持孔内。松开卸压阀门,刀具即被夹紧。卸刀也按同样步骤进行。装刀或换刀过程可在30s内完成。该装刀加载器对硬质合金刀具、高速工具钢刀具均可装可卸。使用装、卸刀具时,加载器内的油压可以由压力表读出,油压的数值必须小于在每个刀具夹头上标注的最大容许压力值,否则会使刀具夹头产生塑性变形而损坏。
图3-21 TRIBOS装刀加载器
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